A biológusok felfedezték a fehérje hatását a növény-víz egyensúlyra

A biológusok felfedezték a fehérje hatását a növény-víz egyensúlyra
A biológusok felfedezték a fehérje hatását a növény-víz egyensúlyra
Anonim

A Penn State és a Chapel Hill-i Észak-Karolinai Egyetem kutatói felfedezték, hogy a növényvédő sejtekben lévő fehérje befolyásolja a növény víztartó képességét. A kutatók munkájának végső alkalmazása segíthet a növényben lévő víz mennyiségének szabályozásában, és környezetbarátabb, hatékonyabb és hatékonyabb módszerekhez vezethet a haszonnövények termesztésében.

A szárazságra, napfényre és más ingerekre válaszul a védősejtek szabályozzák a mikroszkopikus sztómapórusok kinyílását és bezáródását a növények levelein, amelyeken keresztül a növény vízgőzt és oxigént bocsát ki a légkörbe, és szén-dioxidot vesz fel. fotoszintézis.A védősejtek ezáltal mérséklik a víz és a szén-dioxid mennyiségét a növényekben. Sarah M. Assmann kutatók, a Penn State biológiaprofesszora és Xi-Qing Wang, a Penn State-i posztdoktori tudós, valamint az Észak-Karolinai Egyetem munkatársai felfedezték, hogy az őrsejtekben egy specifikus fehérje megváltoztatásával ezek a sejtek kevésbé szabályozzák a növények által sztómapórusaikon keresztül elvesztett víz mennyiségét. A kutatócsoport eredményeit a Science 2001. június 15-i számában teszik közzé.

"A potenciális mezőgazdasági jelentősége a sztómanyílások szabályozásában rejlik" - mondja Assmann. "A gazdálkodó szemszögéből fontos lenne megtalálni a módját a fotoszintézis és a termés maximalizálásának, valamint az öntözés minimalizálásának módját, amely költséges lehet."

Az Arabidopsis thaliana-ban, a kutatók egérfülzsázsának is nevezett modellszervezetében az abszcizinsav (ABA) természetes hormonja általában elősegíti a víz megőrzését aszályos körülmények között azáltal, hogy jelzi a védősejteknek, hogy változtassák térfogatukat, ezáltal csökkentve a sztóma pórusainak mérete és a növények által elvesztett víz mennyiségének korlátozása.Az észak-karolinai kutatók olyan Arabidopsis növényeket azonosítottak, amelyekben a védősejteken belül egy természetesen előforduló G-protein komponens, a G-protein alfa alegysége megszűnt. A Penn State csoport elemezte ezeket a növényeket, és megállapította, hogy elvesztették jellemző válaszukat az őrsejtek ABA-szabályozására. Ennek eredményeként az ABA már nem gátolta a sztóma pórusainak kinyílását, és a növények vízvesztesége nagyobb volt, mint a változatlan növényekben.

Az állatok, köztük az ember, körülbelül kéttucatnyi G-fehérjével rendelkeznek, amelyek alapvetően fontos szerepet töltenek be a szaglás, az ízlelés és a látás jeleinek továbbításával. A növényeknek sokkal kisebb a G-fehérjék családja, amelyek hasonló feladatokat látnak el a válaszadás és a környezetükkel kapcsolatos jelzések tekintetében, és ezeket a fehérjéket nem ismerik olyan jól, mint az állatok és az emberek megfelelőit. Eredményeikkel a kutatók jobban megértették a fehérjék növényekben betöltött szerepét. Mivel a növényi rendszerben kevesebb a G-fehérje, és ezért kevesebb a „keresztezés” a G-fehérje útvonalak között, egyszerűsége lehetővé teheti a kutatóknak, hogy könnyebben megfejtsék a G-fehérje-mechanizmusokkal kapcsolatos univerzális kérdéseket, mint az állati rendszerekben.

"Ezek a fehérjék már régóta érdekeltek, mert alapvető fontosságúak a környezeti reakciókban" - mondja Assmann. "A közelmúltig azonban nem rendelkeztünk olyan genetikai eszközökkel, amelyek lehetővé tették volna, hogy teljesen megakadályozzuk, hogy a növények csak egy bizonyos típusú választ fejezzenek ki. Ezzel a képességgel sokat megtudhattunk arról, mi történik a növényekkel."

A G-protein információinak kiindulópontjával a kutatók még többet megtudhatnak a növények környezeti reakciójáról és jelzéseiről. Ezen túlmenően, mivel Hong Ma, a Penn State biológia docense, aki elsőként azonosította a növényi G-fehérje géneket, már azonosította a G-protein komponenseket olyan kultúrnövényekben, mint a kukorica és a paradicsom, a kutatási eredmények érdekes lehetőségeket kínálnak.

"Nem állíthatjuk, hogy a G-fehérjék ugyanazt teszik a mezőgazdasági fajokban, mint az Arabidopsisban, de ez egy tesztelhető hipotézis, és ez egy ésszerű hipotézis" - mondja Assmann."Számos lehetséges alkalmazás is létezik, például a sztómák szabályozása, hogy a növények, például a takarmánykukorica gyorsabban kiszáradjanak a szántóföldön a betakarítás előtt. Ezzel szemben, ha tudnánk szabályozni a védősejteket, hogy növeljük a növények vízvisszatartását a tenyészidőszakban, és csökkentsék a növények szükségességét drága öntözés, javítanánk az agrárkörnyezetet is, mert az öntözés növeli a talajban visszamaradt só mennyiségét, és a szikes talajok mérgezőek a legtöbb haszonnövényre."

Az észak-karolinai munkatársak voltak: Alan Jones biológiaprofesszor és Hemayet Ullah végzős hallgató. Ezt a kutatást a National Science Foundation és az Egyesült Államok Mezőgazdasági Minisztériuma támogatta.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei